MANUFACTURING TECHNOLOGY OF FOUNDRY MODELS USING WOODWORKING WASTE

Keywords: model set, wooden model, foundry model, model equipment, model mixture, waste of woodworking production

Abstract

The proposed scheme of the technological cycle of manufacturing foundry models from woodworking waste (sawdust). The existing model equipment is used as a master model. Based on the master model, an industrial model (form) is made, filled by compaction with a load of 2 MPa with a model mixture. The model mixture consists of woodworking waste and binding materials – BS‑40 resin, liquid glass, and G‑10 gypsum. It has a number of significant advantages: production of model sets in the shortest possible time with minimal costs for mechanical processing and without the use of additional equipment; lower cost compared to metal equipment; high wear resistance, which is not inferior to plastic models; high maintainability. Accuracy, stability of dimensions and configuration of the model during a long service life, minimal removal effort during molding; thanks to the unique anti-adhesion properties of the impregnation mixture, practically eliminates the need for additional equipment. The influence of the type and amount of binding material on the physical and mechanical properties of the models was analyzed. It is shown that application resins and sawdust in the ratio1.25:1 allow zoom-compressive strength up to 30kgf/cm2 and compressive strength to 0,0153 kgf/cm2. This is due to the fact that as a result of the use of resin, a stronger frame of the model is formed, which is almost not inferior to the strength characteristics of wood (pine). Considered the influence of the granulometry composition of the component model mixture – liquid glass and sawdust in a ratio of 2:1 on the physical and mechanical properties of the finished models. It showed that increasing the liquid glass and sawdust mixture fraction from 0,25 to 2 mm increases the compressive strength limit by 3 times.

References

1. Технологія виготовлення моделей і стрижневих ящиків. URL: https://ferrum.at.ua/publ/tekhnologija_metaliv/11_tekhnologija_vigotovlennja_modelej_i_strizhnevikh_jashhikiv/1-1-0-11 (дата звернення: 12.01.2023).
2. Технологія виготовлення ливарних форм. URL: http://obrobka.pp.ua/1858-tehnologyvigotovlennya-livarnih-form.html (дата звернення: 11.11.2021).
3. Изготовление деревянных модельных комплектов в литейном производстве. URL: http://www.stroitelstvo-new.ru/drevesina/model/ (дата звернення: 12.01.2023).
4. Проектування і виготовлення ливарного оснащення. URL: https://stud.com.ua/173351/tehnika/proektuvannya_vigotovlennya_livarnogo_osnaschennya (дата звернення: 12.01.2023).
5. Сутність ливарного виробництва. URL: https://jak.bono.odessa.ua/articles/sutnistlivarnogo-virobnictva.php (дата звернення: 12.01.2023).
6. Ливарний модельний комплект. URL: http://um.co.ua/8/8-2/8-237978.html (дата звернення: 12.01.2023).
7. Саранин Л.Г. Сравнительная оценка материалов из древесины при изготовлении модельной литейной оснастки. Известия ТулГУ. Серия «Технические науки». 2018. Вып. 1. С. 16–20.
8. Воденнікова О.С., Скідін І.Е., Панченко С.О. Можливості виготовлення дерев’яних моделей з відходів деревообробного виробництва. Теоретичні та практичні засади розвитку економіки, обліку, фінансів, менеджменту та права : Всеукраїнська науково-практична конференція (м. Запоріжжя, 23–24 листопада 2021 р.). Запоріжжя : ЗНУ, 2021. С. 152–154.
9. Дерев’яне модельне оснащення. URL: https://modelpoltava.com.ua/derevyane-modelneosnashhennya/(дата звернення: 12.01.2023).
10. ДСТУ EN 1927-2:2019. Лісоматеріали круглі хвойні. Класифікація за якістю. Частина 2. Сосна (EN 1927-2:2008; AC:2009, IDT) [Діючий від 2021-01-01]. 2021. 10 с.
11. ДСТУ 2034-92. Отходы древесные. Общие технические условия [Действующий с 1993‑07-01]. Изд. офиц. Киев : Госстандарс Украины, 1993. 19 с.
12. ГОСТ 13078-2021. Стекло натриевое жидкое. Технические условия [Действующий с 2022-05-01]. Изд. офиц. Москва : ФГБУ «РСТ», 2021.
13. ДСТУ Б В.2.7-82:2010. Будівельні матеріали. В’яжучі гіпсові. Технічні умови [Діючий від 2011-03-01]. Вид. офіц. Київ : Мінрегіонбут України, 2010.
14. ГОСТ 13354-91. Комплекты модельные деревянные. Технические условия [Действующий с 1993-01-01]. Изд. офиц. Москва : Издательство стандартов, 1992.
15. ГОСТ 3212-92. Комплекты модельне. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров [Действующий с 1993-07-01]. Изд. офиц. Москва : Издательство стандартов, 1992, ИПК Издательство стандартов, 2004, 14 с.
16. Грег С., Синг К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. Москва : Мир, 1970. 408 с.
17. Рабек Я. Экспериментальные методы в химии полимеров. В 2-х частях / пер. с англ. Москва : Мир, 1983. 480 с.
18. ГОСТ 16483.20-72. Древесина. Метод определения водопоглощения [Действующий с 1994-01-01]. Изд. офиц. Москва : ИПК Издательство стандартов, 1999. 3 с.
19. ДСТУ ISO 3129:2015. Деревина. Методи відбору зразків і загальні вимоги до фізико-механічних випробувань невеликих бездефектних зразків (ISO 3129:2012, IDT) [Діючий від 2016-01-01].
20. ДСанПіН 8.2.1-181-2012. Державні санітарні норми та правила. Полімерні та полімервмісні матеріали, вироби і конструкції, що застосовуються у будівництві та виробництві меблів. Гігієнічні вимоги [Діючий від 2013-02-01]. URL: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/z0087-13
21. Теоретичні основи ливарного виробництва : навч. посіб. для студ. спец. «Обладнання ливарного виробництва» і «Ливарне виробництво чорних та кольорових металів» / В.Г. Могилатенко та ін. Харків : НТУ «ХПІ», 2011. 287 с.
22. Теоретичні основи формування виливків : навч. посіб. для студентів вищ. техн. навч. закл., які навчаються за спец. «Ливарне виробництво чорних та кольорових металів і сплавів» та «Обладнання та технології ливарного виробництва» / Т.В. Лисенко та ін. Харків : НТУ «ХПІ», 2014. 191 с.
23. Дан Л.О., Трофімова Л.О. Ливарне виробництво : навч. посіб. для студентів металургійних спеціальностей. Маріуполь : ПДТУ, 2013. 207 с.
24. Дусанюк Ж.П., Шиліна О.П., Репінський С.В., Дусанюк С.В. Проектування та виробництво заготовок деталей машин. Литі заготовки : навч. посіб. Вінниця : ВНТУ, 2009. 199 с.
25. Чернышов Е.А., Евстигнеев А.И. Теоретические основы литейного производства. Теория формирования отливки : учебн. Москва : Машиностроение, 2015. 480 с.
26. Sahoo M., Sahu S. Principles of Metal Casting. 3rd Edition. MsGraw-Hill Education. 2014. 795 p.
27. Chakrabarti A.K. Сasting technology and cast alloys. PHI Learning Pvt. Ltd., 2005. 288 p.
28. Технология литейного производства. Литье в песчаные формы : учебн. / А.П. Трухов, Ю.А. Сорокин, М.Ю. Ершов и др. Москва : Академия, 2005. 528 с.
29. Кукуй Д.М., Скворцов В.А., Андрианов Н.В. Теория и технология литейного производства : учебник. В 2 ч. Ч. 1. Формовочные материалы и смеси. Минск : Новое знание ; Москва : ИНФРА-М, 2011. 384 с.
30. ISO 6344-2:2021. Coated abrasives – Determination and designation of grain size distribution – Part 2 : Macrogrit sizes P12 to P220. Second edition 2021-11 [Start Date 30.112021, Due Date 30.072021, Completion Date 30.072021]. 2021. 4 p.
Published
2023-09-15
How to Cite
Vodennikova, O., Skidin, I., & Vodennikova, L. (2023). MANUFACTURING TECHNOLOGY OF FOUNDRY MODELS USING WOODWORKING WASTE. Scientific Journal "Metallurgy", (1), 73-84. https://doi.org/10.26661/2071-3789-2023-1-10